原子核的磁性
核磁共振是當原子核被磁場磁化時對射頻的回響。原子核一般都有淨磁矩和角動量（或自旋），當外部磁場出現時，原子核就會圍繞外磁場的方向運動，和陀螺圍繞地球的重力場運動是一樣。如果這些發生自旋的原子核有磁性，且和與外部磁場發生相互作用時，就會產生出可測量的信號。若原子核中的中子數和質子數有一者或兩者都為奇數，那么產生核磁共振信號的條件就具備了，如氫核1H，碳13C，氮14N 等。自然界中氫核1H 的含量豐富，具有較高的檢測靈敏度，磁矩比較大並且容易產生較強的信號。所以絕大多數的核磁共振技術都是以氫原子核的回響為基礎，我們討論的質子就是氫核。氫原子核有一個質子，是一個很小的具有角動量或自旋的帶正電荷的粒子。自旋質子相當於一個電流環，產生一個磁場。兩極（南極和北極）對準自旋軸的方向。因此氫核可以認為是一個磁針，其磁軸與核的自旋軸一致。當存在許多氫原子且無外部磁場時，氫核的自旋軸是隨機取向的脈衝翻轉和自由感應衰減。磁化矢量從縱向翻轉到橫向平面，通過一個與靜磁場 B0垂直的交變磁場 B1來完成。B1的頻率必須的等於質子的拉莫爾頻率。從量子力學的角度看，如果質子處於低能態，它就會吸收由 B1提供的能量躍遷到高能態。B1還能使質子之間同向進動。由 B1引起的能級的變化和同向進動就稱為核磁共振（NMR）。
基本原理
核磁共振的研究對象是具有磁矩的原子核。原子核是帶正電的粒子，其自旋運動會產生磁矩。原子核的自旋運動與自旋量子數 I有關。 I=0的原子核沒有自旋運動，不會產生磁矩，而 I≠0的原子核有自旋運動，會產生磁矩 。
脈衝傅立葉變換
脈衝傅立葉變換(Pulse Fourier Transformation－PFT)法是把射頻場以強而短的射頻脈衝(X軸上)加到樣品上來觀察NMR現象。這一射頻同時激發樣品所有碳核，使核的巨觀磁化矢量 M偏離靜磁場 ，在接收機(Y軸上)線圈內感應出一個射頻電壓信號，這一信號稱為自由感應衰減信號(FID)，它是時間域函式，經傅立葉變換(FT)成頻率域譜圖 。
